Doorbraak in robotische huid maakt robots menselijker en flexibeler dankzij nieuwe hechtingstechniek

AmsterdamOnderzoekers hebben een nieuwe methode ontdekt om kunstmatige huid aan robots te bevestigen. Onder leiding van Professor Shoji Takeuchi van de Universiteit van Tokio heeft het team een techniek ontwikkeld om huidweefsel aan verschillende vormen te koppelen. Deze innovatie biedt tal van voordelen voor robots.

• Verbeterde mobiliteit
• Zelfherstellend vermogen
• Ingebouwde sensoren
• Levensechter uiterlijk

Het idee kwam voort uit de studie van de menselijke huid. Het team maakte kleine gaatjes in het gezicht van een robot om een huidlaag op zijn plaats te houden. Deze techniek zou nuttig kunnen zijn in de cosmetica en voor het trainen van plastisch chirurgen. Het lab van Takeuchi, het Biohybrid Systems Laboratory, werkt aan het combineren van biologie en werktuigbouwkunde. Ze hebben al veel nieuwe uitvindingen gedaan zoals:

• Minirobots die lopen met behulp van biologische spierweefsels
• 3D-geprint kweekvlees
• Gemanipuleerde huid die zichzelf kan herstellen

Takeuchi streefde in zijn onderzoek naar een betere hechting tussen robotonderdelen en huidlagen. Hij legde uit dat ze het voorbeeld van de menselijke huid die aan weefsels vastzit, nabootsten en gebruikten V-vormige inkepingen in vaste materialen om de huid aan complexe vormen te bevestigen. Hierdoor kan de huid met de robot meebewegen zonder los te laten of te scheuren.

Vroegere methoden gebruikten kleine ankers of haken om de huid aan harde oppervlakken te bevestigen, maar deze konden schade veroorzaken bij beweging. De nieuwe techniek maakt kleine gaatjes, zodat de huid op bijna elke vorm kan worden aangebracht. Het team gebruikte een speciale collageengel om de huid vast te plakken. Omdat collageen dik is en moeilijk in kleine gaatjes te krijgen, gebruikten ze een plasmabehandeling om het collageen de gaatjes te laten vullen en de huid dicht bij het oppervlak te houden.

Lees ook:

Vandaag · 07:58

Spraakherkenning verbetert voor parkinsonpatiënten via aandachtig leren

Takeuchi besprak de uitdagingen van het werken met zachte, natte biologische weefsels. Hij legde uit dat het moeilijk is om deze weefsels te hanteren, omdat bacteriën binnendringen en het weefsel sterft als ze niet steriel worden gehouden. Maar nu kunnen robots met levende huid nieuwe capaciteiten krijgen, zoals zelfherstel. Materialen op chemische basis kunnen zichzelf ook herstellen, maar ze hebben triggers nodig en groeien niet zoals cellen. Biologische huid kan kleine snijwonden herstellen, net zoals menselijke huid.

Dit onderzoek heeft praktische toepassingen. Takeuchi en zijn team willen deze technologie inzetten voor medische studies. Een systeem met een gedetailleerd huidmodel kan helpen bij onderzoek naar huidveroudering, cosmetica, operaties en meer. Geïntegreerde sensoren zouden de capaciteit van robots om hun omgeving te begrijpen en erop te reageren kunnen verbeteren.

Ze hebben de robot enigszins menselijk kunnen laten lijken. Takeuchi gaf aan dat ze een gezicht hebben gemaakt met dezelfde materialen en structuur als menselijke huid. Daarbij kwamen ze nieuwe problemen tegen, zoals oppervlakte-rimpels en een dikkere buitenste huidlaag om een menselijker uiterlijk te bereiken. Het toevoegen van zweetklieren, poriën, bloedvaten, vet en zenuwen zou het uiterlijk nog verder kunnen verbeteren. Beweging is ook essentieel. Voor menselijke gezichtsuitdrukkingen zijn geavanceerde actuatoren of spieren in de robot nodig.

Onderzoekers zijn enthousiast om robots te ontwikkelen met zelfherstellende huid, verbeterde sensoren en mensachtige vaardigheden.